Гранула, содержащая арамидную пульпу и материал-наполнитель

Изобретение относится к грануле, состоящей из арамидной пульпы, материала-наполнителя и влаги, в которой гранула содержит не более 90 мас.% арамидной пульпы, по меньшей мере, 10 мас.% материала-наполнителя и менее 10 мас.% влаги и в которой количество влаги, количество арамидной пульпы и количество материала-наполнителя составляет 100% в расчете на массу гранулы. Изобретение также относится к способу производства такой гранулы. 2 н. и 12 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к грануле, содержащей арамидную пульпу и материал-наполнитель.

Гранулы, изготовленные из пульпы и дополнительного материала, известны из предшествующего уровня техники. В документе США № 2004/0043217 пульпу смешивают со вспомогательными средствами, при этом в процессе смешения применяется жидкость. Количество вспомогательных средств в полученной грануле небольшое, и арамид в данном документе не упоминается. В документе DE 10 2004 027239 описан способ гранулирования. В упомянутом способе также применяется жидкость.

Недостаток предыдущего уровня техники состоит в том, что гранула содержит небольшие количества материала-наполнителя, и из-за применения в способе производства жидкости гранула становится устойчивой к разрушению на дальнейшей стадии способа.

Из этого следует, что цель изобретения состоит в получении гранулы, которая легко распадается на свои отдельные компоненты на дальнейших стадиях переработки.

Цель достигается с помощью гранулы с характерными признаками согласно п.1 формулы изобретения.

Также цель достигается с помощью гранулы, состоящей из арамидной пульпы, материала-наполнителя и влаги, в которой гранула содержит не более 90 масс.% арамидной пульпы и, по меньшей мере, 10 масс.% материала-наполнителя.

Благодаря высокому количеству материала-наполнителя относительно количества арамидной пульпы фибриллы пульпы расщепляются, и во время дальнейших стадий переработки пульпа гранулы может легче разрушаться, чем в гранулах предыдущего уровня техники.

Предпочтительно гранула содержит не более 80 масс.% арамидной пульпы и, по меньшей мере, 20 масс.% материала-наполнителя. Также предпочтительно гранула содержит не более 70 масс.% арамидной пульпы и, по меньшей мере, 30 масс.% материала-наполнителя. Гранула может содержать, по меньшей мере, от 70 масс.% до не более 90 масс.% арамидной пульпы и, по меньшей мере, от 10 масс.% до не более 30 масс.% материала-наполнителя.

Предпочтительно гранула содержит от 25 до 75 масс.% арамидной пульпы и от 25 до 75 масс.% материала-наполнителя. В еще одном варианте осуществления изобретения гранула содержит от 40 до 90 масс.% арамидной пульпы и от 10 до 60 масс.% материала-наполнителя.

Если количество материала-наполнителя высокое, арамидная пульпа лучше расщепляется и гранула легче подвергается разрушению на дальнейших стадиях переработки по сравнению с гранулой с более низкой концентрацией материала-наполнителя в грануле.

Предпочтительно гранула содержит менее 10 масс.% влаги. В предпочтительном варианте осуществления изобретения гранула производится только из арамидной пульпы и материала-наполнителя, что означает, что при способе производства гранула производится без дополнительной жидкости. Следовательно, гранула содержит только атмосферную влагу и не содержит дополнительной влаги. Предпочтительно материал-наполнитель, а также арамидная пульпа содержит менее 10 масс.% влаги, благодаря чему гранула также содержит менее 10 масс.% влаги. В предпочтительном варианте осуществления изобретения гранула содержит менее 8 масс.% влаги, особенно предпочтительно - менее 6 масс.% влаги. Специалисту в данной области техники очевидно, что количество влаги, количество арамидной пульпы и количество материала-наполнителя составляет 100% в расчете на массу гранулы. В предпочтительном варианте осуществления изобретения пульпу и материал-наполнитель сушат перед получением гранулы. В таком варианте осуществления изобретения гранула почти не содержит влаги, что означает, что гранула содержит менее 5 масс.%, особенно предпочтительно менее 2 масс.% влаги. Чтобы защитить гранулу от влаги, гранулу предпочтительно снабжают защитным покрытием, причем влагонепроницаемым покрытием. Благодаря покрытию всей гранулы вместо покрытия пульпы и/или материала-наполнителя покрытие не влияет на свойства пульпы, а также на свойства материала-наполнителя.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения материал-наполнитель представляет собой сульфат бария, карбонат кальция, слюду, вермикулит, титанаты щелочных металлов, триоксид молибдена, пудру из (скорлупы) орехов кешью, резиновую пудру, графит, сульфиды металлов, оксиды металлов, силикаты металлов или их смеси.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения гранула имеет шаровидную форму или дисковидную форму. Шаровидная форма или дисковидная форма имеет то преимущество, что гранула защищается от повреждения во время транспортировки гранул. Это означает, что гранула не имеет углов, которые могут выкрашиваться во время транспортировки гранул.

Предпочтительно арамидная пульпа представляет собой пара-арамидную пульпу.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения гранула обладает степенью удержания каолина, которая равна или выше, чем степень удержания каолина арамидной пульпой. Степень удержания каолина пульпой определяется, как описано в документе США 2010/0310868. В высокоскоростном смесителе с вертикальной мешалкой готовят смесь 97% каолина (Laude SP 20) и 3% арамидной пульпы. 20 г смеси просеивают на грубом просеивающем устройстве с применением сита 250 меш. Оставшийся на сите материал, указанный в виде процента от исходного количества, определяется как степень удержания каолина.

Для определения степени удержания каолина гранулой следует учитывать количество материала-наполнителя, присутствующее в грануле. Если гранула содержит материал-наполнитель в количестве × масс.% в расчете на общую массу гранулы, смесь гранул и каолина готовят из (97-3×/100) масс.% каолина и (3+3×/100) масс.% гранул, которая соответствует 3 масс.% пульпы. Такую смесь также подвергают испытанию, как описано выше.

Степень удержания каолина представляет собой способность арамидной пульпы удерживать каолин в качестве материала-наполнителя. Предпочтительно такая способность, по меньшей мере, сохраняется в грануле, и степень удержания каолина арамидной пульпой не уменьшается на стадии производства гранулы.

Дополнительной целью изобретения является способ производства гранулы.

В способе производства гранулы не более 90 масс.% арамидной пульпы смешивают, по меньшей мере, с 10 масс.% материала-наполнителя, после чего прессуют с получением гранулы, при этом содержание влаги в смеси арамидной пульпы и материала-наполнителя составляет менее 10 масс.%, и смесь прессуют с получением гранулы при отсутствии жидкости. В способе производства гранулу прессуют из сухой смеси арамидной пульпы и материала-наполнителя, при этом содержание влаги менее 10 масс.% в грануле возникает благодаря атмосферной влаге.

Предпочтительно смесь арамидной пульпы и материала-наполнителя содержит не более 80 масс.% арамидной пульпы и, по меньшей мере, 20 масс.% материала-наполнителя, более предпочтительно 70 масс.% арамидной пульпы и 30 масс.% материала-наполнителя.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения арамидную пульпу и материал-наполнитель сушат, при этом арамидную пульпу и материал-наполнитель сушат отдельно или сушат смесь арамидной пульпы и материала-наполнителя. В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения сушат полученную гранулу. Термин "сушат" означает, что арамидная пульпа, материал-наполнитель, смесь арамидной пульпы и материала-наполнителя или полученная гранула содержат менее 5 масс.% влаги, более предпочтительно - менее 2 масс.% влаги. Предпочтительно на полученную гранулу наносят защитное покрытие. Защитное покрытие защищает гранулу от влаги.

Предпочтительно на стадии прессования применяется давление, по меньшей мере, 2 бар и не более 7 бар, предпочтительно не более 5 бар. Благодаря низкому давлению на стадии прессования гранула становится достаточно крепкой для целей транспортировки гранулы, хотя плотность гранулы не слишком высокая. Благодаря низкой плотности арамидная пульпа, а также материал-наполнитель после разрушения гранулы остаются "воздушными" (пушистыми).

Предпочтительно способ осуществляют при температуре приблизительно 20°C. Температура 20°C относится к обычной комнатной температуре. Предпочтительно способ производства гранул не требует затрат тепловой энергии, что сохраняет окружающую среду и сокращает производственные расходы.

Стадию смешивания можно осуществлять в смесителе, оборудованном лопастью смесителя и вращающимися с высокой скоростью элементами, также называемыми ножами. Такой смеситель поступает в продажу от компании Lodige в Германии. Продолжительность смешивания может находиться в диапазоне от 1 до 5 минут. В устройство для формования гранул подают смесь и при комнатной температуре прикладывают давление. После стадии прессования гранулы можно дополнительно сушить в нагревательной камере при температуре предпочтительно 105°C, чтобы избавиться от остаточной влаги. Также на гранулы можно наносить защитное покрытие для защиты от влаги.

1. Гранула, состоящая из арамидной пульпы, материала-наполнителя и влаги, в которой гранула содержит не более 90 масс. % арамидной пульпы, по меньшей мере, 10 масс. % материала-наполнителя и менее 10 масс. % влаги и в которой количество влаги, количество арамидной пульпы и количество материала-наполнителя составляет 100% в расчете на массу гранулы.

2. Гранула по п. 1, в которой гранула содержит не более 80 масс. % арамидной пульпы и, по меньшей мере, 20 масс. % материала-наполнителя.

3. Гранула по п. 1, в которой гранула содержит не более 70 масс. % арамидной пульпы и, по меньшей мере, 30 масс. % материала-наполнителя.

4. Гранула по п. 1, в которой гранула содержит от 25 до 75 масс. % арамидной пульпы и от 25 до 75 масс. % материала-наполнителя.

5. Гранула по п. 1, в которой гранула содержит от 40 до 90 масс. % арамидной пульпы и от 10 до 60 масс. % материала-наполнителя.

6. Гранула по п. 1, в которой арамидная пульпа представляет собой пара-арамидную пульпу.

7. Гранула по п. 1, в которой материал-наполнитель представляет собой сульфат бария, карбонат кальция, слюду, вермикулит, титанаты щелочных металлов, триоксид молибдена, пудру из (скорлупы) орехов кешью, резиновую пудру, графит, сульфиды металлов, оксиды металлов, силикаты металлов или их смеси.

8. Гранула по п. 1, в которой гранула имеет шаровидную форму или дисковидную форму.

9. Гранула по п. 1, где гранула снабжена защитным покрытием, где защитное покрытие представляет собой влагонепроницаемое покрытие.

10. Гранула по п. 1, в которой гранула обладает степенью удержания каолина, которая равна или выше степени удержания каолина арамидной пульпой.

11. Способ производства гранулы, в котором гранула состоит из арамидной пульпы, материала-наполнителя и влаги, в котором не более 90 масс. % арамидной пульпы смешивают, по меньшей мере, с 10 масс. % материала-наполнителя, после чего прессуют с получением гранулы, в котором содержание влаги в смеси арамидной пульпы и материала-наполнителя составляет менее 10 масс. %, количество влаги, количество арамидной пульпы и количество материала-наполнителя составляет 100% в расчете на массу гранулы, и смесь прессуют с получением гранулы при отсутствии жидкости.

12. Способ по п. 11, в котором применяется давление, по меньшей мере, 2 бар и не более 7 бар, предпочтительно не более 5 бар.

13. Способ по любому из предыдущих пп. 11-12, причем способ осуществляют при температуре приблизительно 20°С.

14. Способ по п. 11, в котором на гранулу наносят защитное покрытие, где защитное покрытие представляет собой влагонепроницаемое покрытие.